Ukr.Biochem.J. 2019; Том 91, № 1, січень-лютий, c. 65-73

doi: https://doi.org/10.15407/ubj91.01.065

Взаємодії HBD-2 з мембранами еритроцитів in vitro

10.04.2019   Uncategorized   No comments

М. В. Макаренко1, Д. О. Семенюк2, І. О. Старенька2, А. П. Погрібна3,
І. В. Сокол4, Л. І. Мартинова1, Д. О. Говсєєв4

1Інститут післядипломної освіти Національного медичного університету імені О. О. Богомольця, Київ, Україна;
2ННЦ «Інститут біології та медицини», Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Україна;
e-mail: dmyt.semenyuk@gmail.com;
3Інститут молекулярної біології і генетики НАН України, Київ;
4Київський міський пологовий будинок №5, Україна

HBD-2 – антимікробний пептид родини β-дефенсинів – відомий здатністю пермеабілізувати мембрани чутливих клітин, але механізм такої взаємодії мало вивчений. У дослідженні ми використали гемолітичну модель для того, щоб дослідити кінетичні властивості взаємодії HBD-2 із мембранами еритроцитів людини. Для цього проводили гемолітичний тест із широким діапазоном концентрації HBD-2 та еритроцитів. Крім того,  варіювали значення рН, тривалість інкубації та осмотичну силу з додаванням інгібувальних речовин, таких як протеїни та солі. Показано, що пермеабілізація мембран прямо пропорційна як концентрації HBD-2, так і тривалості інкубації (з ефектом плато у кожному випадку) і обернено пропорційна концентрації еритроцитів. Взаємодія HBD-2 із мембранами клітин також сильно залежала від значення рН та присутності інгібіторів, але не залежала від осмотичної сили розчину. Таким чином, взаємодія HBD-2 із мембранами клітин є, головним чином, електростатичною за своєю природою та обмежена вмістом клітини, що вивільняється в процесі пермеабілізації. На основі цих результатів розроблено спекулятивну модель зазначеної взаємодії.

Ключові слова: , ,

Посилання:

  1. Bals R, Wang X, Wu Z, Freeman T, Bafna V, Zasloff M, Wilson JM. Human beta-defensin 2 is a salt-sensitive peptide antibiotic expressed in human lung. J Clin Invest. 1998 Sep 1;102(5):874-80. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  2. Harder J, Bartels J, Christophers E, Schröder JM. A peptide antibiotic from human skin. Nature. 1997 Jun 26;387(6636):861. PubMed, CrossRef
  3. Schröder JM, Harder J. Human beta-defensin-2. Int J Biochem Cell Biol. 1999 Jun;31(6):645-51. PubMed
  4. Sørensen OE, Thapa DR, Rosenthal A, Liu L, Roberts AA, Ganz T. Differential regulation of beta-defensin expression in human skin by microbial stimuli. J Immunol. 2005 Apr 15;174(8):4870-9. PubMed, CrossRef
  5. Joly S, Maze C, McCray PB Jr, Guthmiller JM. Human beta-defensins 2 and 3 demonstrate strain-selective activity against oral microorganisms. J Clin Microbiol. 2004 Mar;42(3):1024-9. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  6. Gwyer Findlay E, Currie SM, Davidson DJ. Cationic host defence peptides: potential as antiviral therapeutics. BioDrugs. 2013 Oct;27(5):479-93. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  7. Nguyen LT, Haney EF, Vogel HJ. The expanding scope of antimicrobial peptide structures and their modes of action. Trends Biotechnol. 2011 Sep;29(9):464-72.  PubMed, CrossRef
  8. Huang LC, Redfern RL, Narayanan S, Reins RY, McDermott AM. In vitro activity of human beta-defensin 2 against Pseudomonas aeruginosa in the presence of tear fluid. Antimicrob Agents Chemother. 2007 Nov;51(11):3853-60.  PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  9. Wimley WC, Selsted ME, White SH. Interactions between human defensins and lipid bilayers: evidence for formation of multimeric pores. Protein Sci. 1994 Sep;3(9):1362-73. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  10. Hoover DM, Rajashankar KR, Blumenthal R, Puri A, Oppenheim JJ, Chertov O, Lubkowski J. The structure of human beta-defensin-2 shows evidence of higher order oligomerization. J Biol Chem. 2000 Oct 20;275(42):32911-8. PubMed, CrossRef
  11. Bauer F, Schweimer K, Klüver E, Conejo-Garcia JR, Forssmann WG, Rösch P, Adermann K, Sticht H. Structure determination of human and murine beta-defensins reveals structural conservation in the absence of significant sequence similarity. Protein Sci. 2001 Dec;10(12):2470-9. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  12. Pogribnoy PV, Lisovskiy IL, Markeeva NV, Shnitsar VM, Zinchenko II, Soldatkina MA. Production of recombinant of hbd-2-human antimicrobial peptide expressed in cervical and vulval cancer. Exp Oncol. 2003 March; 25(1):36-39.
  13. Greenberg CS, Craddock PR. Rapid single-step membrane protein assay. Clin Chem. 1982 Jul;28(7):1725-6. PubMed
  14. Harder J, Bartels J, Christophers E, Schroder JM. Isolation and characterization of human beta -defensin-3, a novel human inducible peptide antibiotic. J Biol Chem. 2001 Feb 23;276(8):5707-13.  PubMed, CrossRef
  15. Nakayama K, Jia YX, Hirai H, Shinkawa M, Yamaya M, Sekizawa K, Sasaki H. Acid stimulation reduces bactericidal activity of surface liquid in cultured human airway epithelial cells. Am J Respir Cell Mol Biol. 2002 Jan;26(1):105-13. PubMed, CrossRef
  16. Tomita T, Hitomi S, Nagase T, Matsui H, Matsuse T, Kimura S, Ouchi Y. Effect of ions on antibacterial activity of human beta defensin 2. Microbiol Immunol. 2000;44(9):749-54. PubMed, CrossRef
Creative CommonsThis work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.